高分子是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。具有重量轻、高弹性、强度低、韧性好、粘弹性、耐摩性、绝缘性好，低导热性、耐热性、耐蚀性好、易老化等特点。

    主要包括塑料、纤维、橡胶、薄膜、胶粘剂和涂料等，其中合成塑料、合成纤维、合成橡胶被称为现代高分子三大合成材料。

    传统合成塑料主要包括：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯四大品种，是日常生活中最常见的塑料材料。新型塑料主要有透光性好的有机玻璃，耐腐蚀塑料聚四氟乙烯，作为工程塑料的聚碳酸脂、聚甲醛、聚酰亚胺和常用做泡沫塑料的聚胺脂等。

    传统合成纤维包括：涤纶、锦纶、晴纶、维纶、丙纶、氯纶等“六大纶”。新型合成纤维有耐超热超冷的芳纶1313，做飞机机翼、高强缆索的芳纶1414，耐400℃高温和负273℃超低温的聚酰亚胺纤维，可做人造血管、软骨等人体器件的氟纶纤维，可做新式伪装服的多色纤维，可做合成纸、合成革、高效除尘器的高缩纤维、复合纤维、有色纤维、网络丝、完全变形纱、吸湿纤维和离子交换纤维等。

    合成橡胶是指将天然乳胶经过硫化处理变成能成型、富有弹力的材料，填补天然橡胶的不足。顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶等发展前途看好硅橡胶、氟橡胶能在零下50度不变形，又可耐250度高温，用于制造火箭、导弹、飞机的某些零件。

    特种玻璃：改变了传统玻璃材料易碎、易传热的特性，研制出具有“特异功能”的新品种，如玻璃钢、记忆玻璃、化学敏感性玻璃、超韧性增强玻璃、激光玻璃、防弹玻璃、防辐射玻璃等。

    先进陶瓷材料是指采用精制的高纯、超细的无机化合物为原料及先进的制备工艺技术制造出的性能优异的产品。一般分为结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷三类。大部分功能陶瓷在电子工业中应用十分广泛，通常也称为电子陶瓷材料。如用于制造芯片的陶瓷绝缘材料、陶瓷基板材料、陶瓷封装材料以及用于制造电子器件的电容器陶瓷、压电陶瓷、铁氧体磁性材料等。当前的研究热点包括陶瓷材料的强韧化技术、纳米陶瓷材料的制备合成技术、先进结构陶瓷材料体系的设计以及电子陶瓷材料的高匀、超细技术。

    新型建筑材料主要包括新型墙体材料、化学建材、新型保温隔热材料、建筑装饰装修材料等。其中化学建材包括建筑塑料、建筑涂料、建筑防水、密封材料、隔热保温材料、隔声材料、特种陶瓷、建筑胶粘剂等，是我国“十五”期间要重点发展的新型建筑材料。

    气敏陶瓷的电阻会随各种气体的浓度改变几百～几万倍。因此可利用这些陶瓷制造各种气体传感器，通俗地称它们为电子鼻。

    图1：卡西欧公司透明陶瓷镜头，应用于数码相机

    图2：气敏陶瓷传感器

    复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且具有组分单独不具有的独特性能。例如，复合材料在高度轻量化直升机上的用量已达结构重量的70%-80%，在先进战斗机上的用量大约是结构重量的30%-40%。

    复合材料按用途主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。结构复合材料主要作为承力结构使用的材料，由能承受载荷的增强体组元（如玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属、天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等）与能联结增强体成为整体材料同时又起传力作用的基体组元（如树脂、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等）构成。结构材料通常按基体的不同分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和水泥基复合材料等。

    图3：直升机用碳纤维、铝以及钛复合材料

    功能材料是指除力学性能以外还提供其它物理、化学、生物等性能的复合材料。包括压电、导电、雷达隐身、永磁、光致变色、吸声、阻燃、生物自吸收等种类繁多的复合材料，具有广阔的发展前途。未来的功能复合材料比重将超过结构复合材料，成为复合材料发展的主流。未来复合材料的研究方向主要集中在纳米复合材料、仿生复合材料和多功能智能复合材料等领域。虎式攻击直升机用复合材料，由碳纤维增强聚合凯夫拉尔纤维、铝以及钛材料制成，能够抵御23毫米自动加农炮攻击。

    纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。纳米材料的概念形成于80年代中期，由于纳米材料会表现出特异的光、电、磁、热、力学、机械等性能，纳米技术迅速渗透到材料的各个领域，成为当前世界科学研究的热点。按物理形态分，纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。基本上还处于实验室的初级研究阶段，大规模应用预计要到5-10年以后。

    当前的研究热点和技术前沿包括：以碳纳米管为代表的纳米组装材料；纳米陶瓷和纳米复合材料等高性能纳米结构材料；纳米涂层材料的设计与合成；单电子晶体管、纳米激光器和纳米开关等纳米电子器件的研制、C60超高密度信息存贮材料等。

    生物材料也称为生物工程材料或生物医学材料，是生物体器官缺损、病变或衰竭的替代材料，也就是人类器官再造材料。生物活性陶瓷已实现与骨相结合，并与软组织相结生物化学水泥在骨骼缺损修补、骨骼植入材料的固定和牙齿的修复等过程使用人工器官已制造出人工心脏、人工肝脏、人工肾、人工喉、人工眼球、人工骨、人工皮、人造血浆和血液等。预期研制出具有主动诱导、能促进人体自身组织和器官再生作用的生物复合材料。

    智能材料又称为机敏材料，其设计思路来源于仿生原理。智能材料具有四种功能：对环境参数的敏感；对敏感信息的传输；对敏感信息的分析、判断；智能反应。现有的智能材料性能一般比较单一，难以满足其全部功能要求，所以一般由两种或两种以上材料复合构成一个智能材料系统。

    按功能可以分为光导纤维、形状记忆合金、压电、电流变体和电(磁)致伸缩材料等。